霍江涛 杨明 刘继斌 崔宁 韩晓峰
摘 要：随着我国经济发展，电力能源在人们的生产与生活中起到不容忽视的作用，变电站的建设也因人们对电力能源的需求得到了极大的推动。鸟害故障作为变电站常见的故障类型，其不仅会对电力网络的正常运行产生影响，同时也会促使电力部门产生不必要的财力、物力与人力损失。因此，驱鸟工作成为变电站建设与后期运维中的重点，对整个电网运行的稳定性与安全性都能够产生重要的影响。本文就变电站驱鸟问题进行了探究，以供参考。
关键词：变电站 鸟害 驱鸟技术 激光驱鸟
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）07（b）-0032-03
Analysis of Bird Driving in Substation
HUO Jiangtao YANG Ming LIU Jibin CUI Ning HAN Xiaofeng
（Maintenance Branch of State Grid Jibei Electric Power Co.， Ltd.， Beijing， 102488 China）
Abstract： With China's economic development， power energy plays an important role in people's production and life. The construction of substation has been greatly promoted by people's demand for power energy. As a common fault type of substation， bird damage fault will not only affect the normal operation of power network， but also promote the power department to produce unnecessary financial， material and human losses. Therefore， bird driving has become the focus of substation construction and later operation and maintenance， which will have an important impact on the stability and security of the whole power grid. This paper explores the problem of bird driving in substation for reference.
Key Words： Substation; Bird damage; Bird driving technology; Laser bird driving
1 變电站鸟害问题分析
1.1 鸟害能够导致的故障
绝缘子串是鸟害产生故障的最主要部位，同时也有极少部分故障发生在电力设备的间隙处。通常情况下都会因为以下这几种因素而导致故障：对于一些体型较大的鸟类而言，当其飞行时极有可能造成单相接地与短路故障;在鸟类繁殖的季节，变电站在运行过程中会产生一定的温度，鸟类通常都会在电力设备附近进行筑巢，造成极大的安全隐患;在一般情况下鸟类会使用铁丝、枯草及树枝等作为筑巢的材料，因此会缩短电力设备的绝缘安全距离，遇到大风或潮湿的天气很有可能会引发严重的电力设备故障或者是接地故障等。
1.2 鸟害发生的时间分析
针对国内某变电站遭受鸟害导致故障的次数进行深入分析可知，每年的2月份到5月份是鸟害发生频率最高的时间段。在这段时间内，鸟类开始大量繁殖，活动更加频繁，因此这段时间也成为相关工作人员治理鸟害的重点时间段。其次，在同一天不同的时间段鸟类的活动频率并不相同，一天中鸟类活动的巅峰通常是早上和傍晚。
1.3 鸟类筑巢位置分析
针对该变电站中鸟类筑巢的位置进行统计分析可知，变电站内变压器构架、线路门型构架、母线上方构架及电流互感器的底部等区域是鸟类最喜欢筑巢的地方，由于这些区域相对平坦，存在较多桩头，鸟类筑巢得到了很大的便利，同时由于电力设备运行过程中产生的温度，导致鸟类更喜欢在这些地方进行筑巢。
2 变电站智能驱鸟技术研究
2.1 电子声音驱鸟技术
这种技术的主要原理就是利用声音来驱赶鸟类，而声音通常情况下都会使用鸟类天敌以及噪声为主，对鸟类的听觉系统造成刺激，进一步让鸟类感受到恐慌与紧张。在应用电子声音驱鸟技术的过程中，应当充分保障地势开阔，同时变电站周围不能有大量的居民，避免噪音对人类的生活产生影响。站在实际应用效果的层面进行分析，电子声音驱鸟技术更适用于小范围应用。该技术经过长时间的应用和完善已经逐渐成为当前鸟害防治过程中应用最为广泛的技术之一。
2.2 超声波驱鸟技术
对于鸟类而言，超声波对其生理系统会产生一定的破坏性与刺激性，应用超声波技术会导致鸟类的生存环境进一步恶化，进而产生良好的驱鸟效果。通常情况下超声波驱鸟技术在应用的过程中不会设置超过20kHz的超声波频率，确保超声波不会穿透人体对人类的身体健康产生影响，并同时保障这种频率的超声波能够对鸟类产生刺激，进而起到驱赶鸟类的效果。就当下大量的实践经验而言，该技术有着十分明显的维修量小、适用范围广、性能可靠、使用寿命长、低电压和低功耗的优势，在预设范围内应用有着良好的应用效果，能够起到持久的驱鸟效果。
3 基于巡检机器人超声波智能驱鸟技术实践
通过上文对超声波技术的分析可知，应用超声波驱鸟技术有着性能可靠、寿命较长的优势，能够形成良好的驱鸟效果。随着近年来科学技术的不断发展，超声波驱鸟技术也得到了完善与优化，开始向着智能化的方向发展，更是未来变电站驱鸟技术的大势所趋，能够最大程度地控制变电站鸟害而引发的故障。
3.1 驱鸟技术的功能框图介绍
巡检机器人超声波智能驱鸟技术作为变电站智能化驱鸟技术的代表，应用十分广泛，巡检机器人自身的供电由锂电池组负责，其具备自动充电功能，以此能够转变传统超声波驱鸟剂设备对太阳能电池板与蓄电池的依赖性，通过单片机有效控制巡检器正常运行。驱鸟技术的功能框图如图1所示。
3.2 驱鸟技术适应性设计
虽然超声波技术能够起到驱赶鸟类的效果，但是很多超声波设备在应用的过程中受到外界因素的干扰难以保障稳定的驱鸟效果[1]。因此，在针对超声波驱鸟技术结构设计的过程中应当结合实际情况对其进行适当的调整，确保超声波驱鸟技术的作用能够充分地发挥出来。
例如，在应用巡检机器人的过程中，可以加工超声波装置设计安装在巡检机器人的后盖板部位，不但可以提升超声波的覆盖范围，同时还能够最大程度地降低超声波受到干扰的问题出现，超声波驱鸟设备的应用效率得以充分提升。其次，在应用巡检机器人的过程中，要充分考量变电站中阻波器、铁塔、开关箱、门架等鸟类筑巢较多的部位，将其作为驱鸟工作开展的重点，避免变电站设备受到鸟害的影响。为确保变电站驱鸟需求得到充分的满足，建议采用斜向上的方式安装超声波探头，对于一些安装在室外的超声波设备要保障其防水性，避免雨水对其正常运行产生影响。
3.3 智能综合驱鸟装置
作为当前变电站应用最为广泛的智能型驱鸟装置之一，智能综合驱鸟装置能够实现“高智能、四手段、双探测”的技术目标[2]。
所谓高智能就是指智能综合驱鸟装置具备高度智能性。传统驱鸟手段所采用的驱鸟装置在长时间的使用过程中，鸟类会逐渐产生适应性，对驱鸟设备发出的亮光与声音等都会免疫，严重影响驱鸟效果。而应用智能综合驱鸟装置，由于自身智能性较强，能够通过对频率的转换实现高效率驱鸟，通过智能系统的运行搜集一些驱赶鸟类效果更好的频率，随后将其纳入系统的驱鸟频率变化中。智能综合驱鸟装置在长时间应用的过程中驱鸟效果并不会下降，相反还能够形成良好的驱鸟效果。
四手段是指智能綜合驱鸟装置通过以下4种手段来实现驱鸟目标。第一，利用超声波发射器，向靠近鸟类的方向发射超声波驱赶鸟类;第二，鸟类的天敌是老鹰，借助高仿真模拟器发出老鹰的声音有效驱赶附近的鸟类;第三，利用高强度的强光频闪等对鸟类进行驱赶;第四，对于枪声鸟类天生会有恐惧感，通过模拟器发出枪声对鸟类进行驱赶。智能综合驱鸟装置在运行过程中会参照不同的实际情况采用不同的手段，驱鸟效果较高，现阶段已经被众多变电站广泛的应用[3]。
双探测是指记住雷达技术探测规定范围内的鸟类，或者是采用高灵敏的拾音器对鸟类的声音进行探测，若发现附近存在鸟类或者是检测到鸟类声音的情况下，该装置会立即启动，进而在最大程度上规避因鸟类接近而造成变电站故障问题的发生。
4 新型智能激光驱鸟装置
新型智能激光驱鸟装置采用532mm波长、500mW的绿色激光实现对鸟类的驱赶，对于变电站驱鸟工作而言新型智能激光驱鸟装置适用性更强[4]。其采用200V市电、蓄电池、风能或者太阳能作为电源，保障设备供电的可靠性，将新型智能激光驱鸟装置安装在变电站主控楼上就能够实现对整个变电站的覆盖控制。在激光扫描的过程中，能够对水平地面进行垂直或者是360°旋转的扫描，更可以通过预先设定自动对目标区域进行扫描。新型智能激光驱鸟装置的应用简单方便，无需断电，后期维护工作量更小。
4.1 新型智能激光驱鸟装置主要构成部分
新型智能激光驱鸟装置激光发射模块主要包括激光奖励源、光学扩束整形模块及激光器，其主要用于发射出鸟类敏感的激光。电源模块用于接入市电并为新型智能激光驱鸟装置提供电力能源[5]。时控单元主要用于从上述显示控制模块中接收时间设置指令，并控制所述激光发射模块、光感控制模块及二维扫描机构的工作时间。光感控制模块参照不同的光照强度对所述激光发射模块提供相应的光功率信号。显示控制模块主要用于控制变电站驱鸟装置工作，显示该装置的告警信息、参数信息等。
4.2 新型智能激光驱鸟装置主要特点
该装置安全可靠，能够提前预防鸟害，鸟类对该装置的长期运行不会产生依赖性。新型智能激光驱鸟装置能够对变电站周边鸟类生存、觅食及栖息环境进行改变，促使鸟类产生一种恐惧心理，进而起到提前防范鸟害的作用。新型智能激光驱鸟装置在激光扫描线路预设完毕之后，只要满足电力能源的供应就能够实现自动化的运行，应用灵活性较强。新型智能激光驱鸟装置机身采用高科技材料，有着良好的防雷防辐射效果，为其自身的安全稳定运行提供了充分的保障。新型智能激光驱鸟装置的应用降低了公司的管理和运行成本，又提高变电站运行的可靠性和经济性，保证了电网的安全运行[6]。
5 结语
总而言之，驱鸟害应作为一项长期性的工程，针对鸟害引发的故障进行深入分析，因为鸟巢所引发的变电站故障频率相较于鸟粪导致的故障频率高上很多。因此，对于变电站日常巡视频率的强化有着十分重要的作用与意义，及时发现鸟巢并及时做出应对措施，最大程度控制因鸟巢而引发的故障出现。与此同时，变电站还可以及时应用物理方式、声音驱鸟、激光驱鸟等方式阻止鸟类在变电站筑巢。对于鸟害的防治措施，可以常年实施，转变以往被动开展，以主动的方式开展鸟害治理工作，增强鸟害治理的长效性。电力部门应当充分意识到，鸟类适应环境的能力极强，应当采取有效的措施防止鸟类对驱鸟方式产生适应性，配合相应的技术措施与管理措施降低变电站的鸟害影响。
参考文献
[1] 徐懿，马振国，刘晓康，等.基于物联网通信的变电站分布式自检驱鸟系统设计[J].电气自动化，2021，43（2）：19-21.
[2] 张军昌.浅议风电场变电站室外GIS的管理与维护[J].电子元器件与信息技术，2020，4（10）：74-75.
[3] 冯志斌，苏乃波，温超洪，等.变电站鸟巢清理装置设计分析[J].机电信息，2020（6）：90-91.
[4] 屠楚明，殷军，尹琪.无人值班变电站鸟害预防与治理对策[J].产业科技创新，2019，1（16）：57-58.
[5] 余鹏，田杰，陈硕.变电站电子爆鸣驱鸟系统设计[J].电子设计工程，2017，25（24）：134-137.
[6] 王彦. 基于超声参量阵的变电站驱鸟系统设计与算法研究[D].青岛：山东科技大学，2019.
